突破性生物材料從內到外治愈組織

　　據報道，美國每年有78.5萬例新的心臟病發作病例，目前還沒有確定的治療方法來修復由此造成的心臟組織損傷。心臟病發作后，疤痕組織形成，從而削弱肌肉功能，并可能導致充血性心力衰竭。因此可以說，冠狀動脈疾病、急性心肌梗死和充血性心力衰竭仍然是當今社會的最沉重的公共衛生問題，能夠改善患者的預后并減少衰弱癥狀的治療方法備受期待。

　　在早期的研究中，Christman領導的團隊首先開發了一種由心肌組織的天然支架制成的水凝膠，也稱為細胞外基質(ECM)，可以通過導管注射到受損的心肌組織中。這種凝膠在心臟受損區域形成支架，促進新的細胞生長和修復。2019年秋季報告了一項成功的I期人類臨床試驗的結果。但因為它需要直接注射到心肌，有造成損傷的風險，所以它只能在心臟病發作后一周或更長時間內使用。

　　由此，該團隊開發了一種可以在心臟病發作后立即使用的新型生物材料，可以在血管成形術或支架等其他治療的同時注入心臟血管，或靜脈注射。該生物材料由去細胞、酶消化和分離的心室心肌組成，通過與泄漏的微血管結合而定位于受損組織，并在約3天內大量降解。在誘發急性心肌梗死的大鼠和豬模型中，冠狀動脈內輸注生物材料后，觀察到左心室容積顯著減少，心肌壁運動的評分改善，以及與組織修復和炎癥相關的基因差異表達。損傷后通過血管內輸注促進愈合的細胞外基質可能為炎癥組織的“從內到外”愈合提供轉化優勢。

　　該生物材料被測試并證明能有效治療心臟病發作引起的組織損傷之外，研究人員還提供了嚙齒類動物模型的概念證明，該生物材料可能有益于創傷性腦損傷和肺動脈高壓患者。

　　加州大學圣地亞哥分校生物工程教授、材料開發團隊的首席研究員凱倫·克里斯特曼說：“這種生物材料可以從內到外治療受損組織。”。“這是再生工程的一種新方法。”

　　Christman的團隊，在接下來的1-2年內，將開始對生物材料在人體中的安全性和有效性進行研究。該團隊匯集了生物工程師和醫生，在2022年12月29日的《自然生物醫學工程》雜志上發表了他們的發現。

　　主要參考文獻：

　　1. Martin T. Spang, Ryan Middleton, Miranda Diaz, Jervaughn Hunter, Joshua Mesfin, Alison Banka, Holly Sullivan, Raymond Wang, Tori S. Lazerson, Saumya Bhatia, James Corbitt, Gavin D’Elia, Gerardo Sandoval-Gomez, Rebecca Kandell, Maria A. Vratsanos, Karthikeyan Gnanasekaran, Takayuki Kato, Sachiyo Igata, Colin Luo, Kent G. Osborn, Nathan C. Gianneschi, Omolola Eniola-Adefeso, Pedro Cabrales, Ester J. Kwon, Francisco Contijoch, Ryan R. Reeves, Anthony N. DeMaria, Karen L. Christman. Intravascularly infused extracellular matrix as a biomaterial for targeting and treating inflamed tissues. Nature Biomedical Engineering, 2022; DOI: 10.1038/s41551-022-00964-5.